MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - CRITERI

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1 Vademecum STOP riferimento tecnico di soluzioni predimensionate, sicure e standardizzate, attraverso la consultazione di abachi e tabelle che hanno reso agevole e pratico il DIMENSIONAMENTO SUL CAMPO DELLE STRUTTURE DA PARTE DELLE SQUADRE DEI VVFF nella fase dell emergenza post-sismica.

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3 Scala MCS (Mercalli-Cancani- Sieberg) rappresenta lo stato di danno. Le classi prestazionali B ed A fanno riferimento ai gradi dal 6 al 10 della scala. Le diverse relazioni empiriche proposte in letteratura consentono di stabilire: Classe A PGA=0.5 g Classe B PGA=0.36 g La PGA è l accelerazione al suolo che può essere rilevata da uno strumento durante un terremoto.

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5 Puntellatura di ritegno contro il ribaltamento di facciata Ribaltamento muro con solai orditi parallelamente al muro Ribaltamento muro con solai orditi perpendicolarmente al muro (i solai seguono il muro) Ribaltamento muro con solai orditi perpendicolarmente al muro (i solai perdono appoggio e cadono)

6 Fh Rv Rh In questo schema manca una forza per soddisfare l equilibrio delle forze Fh Rv,m Rv,t Rh

7 Schema statico: Carrello superiore che scorre su piano orizzontale (Rz) Cerniera inferiore fissa (Rz, Rx) Condizione di equilibrio: Alla rotazione F*H = Rz*B Rz = F*H/B Alla traslazione orizzontale F = Rx Alla traslazione verticale Rz,inf = Rz,sup Masse di competenza di ciascun puntello (le masse degli elementi di messa in sicurezza In generale sono trascurabili)

8 Analisi dei carichi Prevista dalle schede STOP Fa = S*Sq(T)*Wa Fa = forza sismica S = Ss*St Ss = coefficiente di amplificazione stratigrafica St = coefficiente di amplificazione topografica Sq(T) = ordinata spettrale relativa allo SLV per il periodo T di oscillazione della struttura Wa = Ma*g Ma = massa sismica da presidiare Le schede STOP affermano che la parete in moto incipiente di ribaltamento ha un periodo di oscillazione molto alto e pertanto inferiore all accelerazione di ancoraggio dello spettro che corrisponde all accelerazione del terreno. Tale accelerazione viene presa come riferimento per il calcolo della Fa.

9 Plateau Accelerazione di ancoraggio del terreno

10 Fa = S*Sq(T)*Wa Approccio 1 La forza sismica viene presa proporzionale all altezza (la forma triangolare corrisponde alla deformata congruente con il primo modo di vibrare di una mensola flessionale). Si determina un coefficiente di amplificazione/deamplificazione pari a: j = hj * i Wi / ( i Wi*hi) Distribuzione proporzionale all altezza (struttura flessibile con comportamento flessionale) Distribuzione proporzionale alla massa (struttura rigida con comportamento a taglio) Approccio 2 Si considera la parete come elemento strutturale secondario e si calcola l azione sismica come: Fa = Sa * Wa / qa S = Ss St Z = quota elemento H = altezza totale parete Ta = periodo di vibrazione dell elemento T1 = periodo di vibrazione della struttura Il documento STOP dichiara che se la parete ha già subito un forte degrado di rigidezza, oppure sia già presente un cinematismo, si può assumere che il suo periodo di oscillazione (Ta) sia molto maggiore di quello della struttura di cui fa parte (T1).

11 Se Ta >> T1 si deve considerare Sa = ag/g * S e pertanto la forza orizzontale a cui è soggetta la parete da presidiare è: Fa = ag/g * S * Wa / qa Considerando qa = fattore di struttura = 1, la forza totale dell approccio 2 coincide con quella dell approccio 1 ma Approccio 2 Fa posizionata a H/2 MR2 = Fa * H/2 MR2 / MR1 = ¾ MR2 = 0.75 MR1 Approccio 1 Fa posizionata a 2/3 H MR1 = Fa * 2/3 H ALTRE OSSERVAZIONI: 1. SE LA PARETE RIBALTANDOSI SI PORTA DIETRO I SOLAI DELL EDIFICIO NON PUÒ CERTO ESSERE CONSIDERATA ELEMENTO STRUTTURALE SECONDARIO L APPROCCIO 2, OLTRE A NON ESSERE CAUTELATIVO PERCHÉ CONSIDERA LA RISULTANTE DELLE FORZE APPLICATA A METÀ ALTEZZA, SEMBRA NON ESSERE APPLICABILE. 2. NON È SCONTATA (A NS PARERE) L ASSUNZIONE CHE LA PARETE VIBRI CON PERIODI DI OSCILLAZIONE CHE SONO COSÌ DIVERSI DA QUELLI DELLA STRUTTURA DELL EDIFICIO, DIPENDE DAL LIVELLO EFFETTIVO DI DISACCOPPIAMENTO PRESENTE 3. LA PARETE PUNTELLATA HA UN PERIODO DI VIBRAZIONE MOLTO INFERIORE RISPETTO ALLA PARETE LIBERA DI OSCILLARE E PERTANTO IL SISTEMA PARETE PUNTELLI È SOGGETTO AD ACCELERAZIONI MOLTO SUPERIORI RISPETTO A QUELLE CONSIDERATE DALL APPROCCIO 1 CHE PERTANTO APPARE ANCH ESSO POCO CAUTELATIVO. 4. UNA PARETE CHE ABBIA UNA SPICCATA VULNERABILITÀ IN TERMINI DI POSSIBILITÀ DI RIBALTAMENTO (OSSIA ABBIA CARATTERISTICHE PER LE QUALI IL MECCANISMO DI RIBALTAMENTO SI ATTIVA CON ACCELERAZIONI BASSE) DEVE ESSERE MESSA IN SICUREZZA OPPURE NO?

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13 ESEMPIO DI CALCOLO: Si riportano di seguito i risultati illustrati nell esempio al paragrafo del documento STOP e si confrontano con quelli desumibili analizzando la struttura con la sua rigidezza dopo la messa in sicurezza con puntelli. Classe A Sa = ag/g*s = *0.504*0.66 = 38 kn 113*0.504*1.33 = 76 kn ASTE IN LEGNO C16 CON SEZIONE 18 X 18 cm COME VIBRA LA STRUTTURA PUNTELLATA SECONDO QUANTO CALCOLATO IN PRECEDENZA?

14 COME VIBRA LA STRUTTURA PUNTELLATA SECONDO QUANTO CALCOLATO IN PRECEDENZA? Sa = T1 = 0.65 sec Sa = 0.84 ESEMPIO CALCOLO ACCELERAZIONE SISMICA A FINALE EMILIA CON TERRENO TIPO C Classe A Sa = 0.23 T1 = 0.65 sec Sa = 0.39 Classe B 0.38

15 ESEMPIO CALCOLO ACCELERAZIONE SISMICA A L AQUILA CON TERRENO TIPO C T1 = 0.65 sec Sa = 0.66 Classe A Sa = 0.4 Classe B 0.38 MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - ESEMPI Fonte: 2006_OPUS_Manuale delle opere provvisionali urgenti post-sisma

16 MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - ESEMPI MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - ESEMPI

17 MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - ESEMPI In questo caso si propone di utilizzare una forza sismica proporzionale all altezza e di valutare T1 = C*H 3/4 con C = 0.05 per edifici in muratura

18 MESSA IN SICUREZZA POST-SISMA - ESEMPI Uso dei ponteggi come sistemi di controvento: la struttura del ponteggio è una normale struttura metallica che può essere dimensionata per sopportare le spinte dovute al sisma agente su una parete. Essendo una struttura leggera deve essere trattata con particolare cautela. Il dimensionamento del ponteggio come controvento segue le regole generali di dimensionamento per azioni orizzontali (tipicamente vento) di una struttura metallica in cui ogni asta ha una resistenza effettiva data dal minimo tra RESISTENZA DELLA SEZIONE, INSTABILITÀ DELL ASTA, RESISTENZA DEL GIUNTO Fonte immagini e tabelle: 2000_Falsini et al_ponteggi_dei

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21 8000 Resistenze ammissibili (CNR 10011) Resistenza Tubo 48.2x3.2 Tubo 48.2x2.9 Dalmine 900 kg Dalmine 1800kg Dalmine 3000 kg Lunghezza asta